公路隧道交通碳排放特性与影响机制研究

摘要

中国作为一个多山国家，隧道占公路里程三分之一，公路隧道数量和里程也随着公路建设大幅上升。然而，公路隧道在迅速发展，带来交通便利的同时，也产生很多温室气体排放。研究隧道的碳排放特性及影响机制，对降低隧道交通系统的碳排放，构建绿色低碳交通体系，具有重要的理论和现实意义。
　　基于全生命周期视角，研究了公路隧道交通碳排放影响因素及特征。分析各阶段排放特性，提出公路隧道全生命周期碳排放模型测算方法，研究公路隧道的碳排放长期特征。为进一步研究公路隧道交通碳排放的短期特征，结合交通仿真模型VISSIM和机动车排放模型MOVES，对公路隧道内的移动源排放进行仿真分析，得出隧道运营期间移动源的短期排放特征和影响机制。主要研究内容及结果如下:
　　①将公路隧道分为规划设计、建设施工、运营维护三个阶段，分析各阶段典型活动的碳排放源，研究排放源的影响规律。综合分析表明，公路隧道碳排放源具有隐蔽性，延伸性，低碳性与安全性相平衡三大特点，以及各阶段影响因素的特性和相互作用。
　　②构建全生命周期的公路隧道碳排放测算模型。分别建立建设施工、运营、维护各阶段的碳排放子模型。测算结果表明各阶段碳排放之间的对比关系，阐述了控制碳排放的有效路径。
　　③运用交通仿真模型和机动车尾气排放模型，仿真分析了隧道移动源碳排放特性，结果表明公路隧道移动源的碳排放受隧道基础情况、道路交通流量、机动车运行车速、隧道管控措施的影响，并有一定影响规律。
　　基于全生命周期研究公路隧道碳排放的长期特征，基于模型集成模拟分析公路隧道碳排放的短期特征，对涵盖整个隧道交通系统的全生命周期低碳化建设和运营管理工作具有一定的借鉴价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究综述

1．2．2 国内研究综述

1．2．1 国内外研究现状总结

1．3．1 研究方法

1．3．2 主要研究内容

1．3．3 研究技术路线

第二章 基于全生命周期的公路隧道碳排放特性分析

2．1 公路隧道全生命周期碳排放源

2．1．1 规划设计阶段碳排放源

2．1．2 建设施工阶段碳排放源

2．1．3 运营维护阶段碳排放源

2．2 公路隧道全生命周期碳排放特性

2．3 公路隧道全生命周期碳排放影响机制

2．4 本章小结

第三章 公路隧道全生命周期碳排放模型研究

3．1 国内外碳排放测算方法

3．2．1 基本碳排放模型

3．2．2 公路隧道建设施工阶段碳排放模型

3．2．3 公路隧道运营阶段碳排放模型

3．2．4 公路隧道维护阶段碳排放模型

3．2．5 公路隧道全生命周期碳排放模型测算体系

3．3 本章小结

第四章 公路隧道移动源碳排放仿真模拟

4．1 微观交通仿真模型的选择

4．2 交通碳排放测算模型的分析与选择

4．3 MOVES模型的应用

4．3．1 MOVES模型的计算原理

4．3．2 机动车运行特征的获取

4．4 VISSIM仿真软件与MOVES排放模型对接

4．5 本章小结

第五章 实例分析

5．1 公路隧道全生命周期碳排放算例分析

5．1．1 研究实例

5．1．2 建设施工阶段碳排放测算

5．1．3 运营维护阶段碳排放估算

5．1．4 公路隧道全生命周期碳排放特性分析

5．2．1 仿真路网的建立

5．2．2 MOVES基本输入参数及本土化修正

5．2．3 VISSIM与MOVES结合模拟

5．3 基于交通仿真模拟的隧道移动源碳排放研究

5．3．1 道路交通情况对机动车碳排放的影响

5．3．2 交通管控措施对机动车碳排放的影响

5．3．3 公路隧道移动源碳排放的影响分析

5．4 本章小结

第六章 结论和展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

附录

在学期间发表的论文和取得的学术成果